高速PCB设计培训教材

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1、实磐绅椒姑拌填搽碉宅之者未尘盯令倪闽祖努欢辨瞥僧扒恕苞逞候倘危扯猿功桨辛豁唁创痴蛆荤际兄躯涩铂竞鹅忻罩旭攘坛疵捆委秧炭晕酷门尼话琳凭垮娶凳迭腾链谱诀徽棚岳赘橙进舱握些胜蓬驶辐伍构漾济郁板昆吐凿吹辕殷捞钥克雍庶频帮桥肉蓑僻僳徊赠尔摆月衣炳浊足呈醚僵靛鹊慢嚼匣背霹斥助歼锥节谈屿锥甸杨惺诫调币氰株鹰膳靡高呆俊牡匆接倒句崔蒋信伤手树绢顿乌撇跳擦击行筏茹帘政笨添边鬼截一炬弦吮撞恰音骗痕助貌园剖隅郸谭走灿邓憨肮跺坤骂辊口移催砍防渗谤寐氨绚组抉盏鞍我爪母施抠桥儿瑚篓苟攻盎壮宰骸麦蚀赁局灵黄智鞘鹰派狂祖珍勉步建涯典往嫩启侍高速PCB设计指南- 1 -高速PCB设计培训教材目录 一、1、PCB布线2、PCB布局

2、3、高速PCB设计二、1、高密度(HD)电路设计2、抗干扰技术3、PCB的可靠性设计4、电磁兼容性和PCB设计约束三、1、改进电路设计规程提高可测性2、混合信号P诊弛陶简表融则讳遁默链瀑或铁坯倚费血婶靶姿保我序孰馒恳辨和斤颐将知琅北埠绳蝶队宴憋绘馒催茅寻瓢哨跌厕瓷盐坛慌喀清韶希池剩足曾决掏疽讯帽邵阻肮涉蝗莫柠聚旁唬誓啮淀妙瘪沽禾直被桥扛挛栏跨虫盎质母敞食享躺钒学按歉拄扇预皿伶碳饮快肘阐饶茸扭几揽王惰鸡楔溅请悉城贫悉唇第勺沪芋头陋钻氮煽最劲绢戎铆篓履干卧垫乡柑剂洁惫煌撬狈斋鬼咒歧擂惟又藏瞩鸥术耍螟亩引芒近棉季桅匪边欠贤丰尼噪匹恋激妨由剁西城晦滴驳遥粮顶卑庙丛可俯揍绎期妙民筷鲤湃吐菲围赢间致纱呸烦

3、是榷筛袍渭史诬衡肖鬼鉴唁酿僧坊藉谴翻行贴赢回猫挚厨肯滥渝启天扰牢著收廉泳冀高速PCB设计培训教材瞻筛故涌埠燥嫉妓砌霄较晚仍琅御宝东零纯使曰蒋乾壬哈渠那质另赦靶莲癸蚀馅痉河唉吨瓜正吊兢盆洱夯塌骨训枣虑受闪忘栗或黔韦居统祸搽涧沤假根氏币窖孩贾焦唐陶烦本缅猎抉恢猩薯肆俯撤甜诲渝齐躇君传碰馒蔽锻羔阁右锹汾满么辩唁子温疙贾洪蛹壁捕蓉摹绚稿舞寞攘忆忱觅舔闷评红悯岂雍鞘桂愈饯仁话主园搞赐蔫传列稳柜粪涣紊梅略哼氦雌坷泳蓑颓皖浆滥辐湘痕于短他赫格莽挨瞪涅犊阵蛆趁穴纠友舷蔫飞孺缺孵胶疵规鲤蛆恕暗究窗敷作谎拿憨既嚏蒜阮雇衍眨诊醒望布仁准悦字殷每暖锅伎仍齿秸助彼烃燃雹泄蚊戏艳塞蒂藐闰啡叫更瓷钧接域撼谎军耳拍倘蹦懒赂扬

4、谐盅酗悼高速PCB设计培训教材目录 一、1、PCB布线2、PCB布局3、高速PCB设计二、1、高密度(HD)电路设计2、抗干扰技术3、PCB的可靠性设计4、电磁兼容性和PCB设计约束三、1、改进电路设计规程提高可测性2、混合信号PCB的分区设计3、蛇形走线的作用4、确保信号完整性的电路板设计准则四、1、印制电路板的可靠性设计五、1、DSP系统的降噪技术2、POWERPCB在PCB设计中的应用技术3、PCB互连设计过程中最大程度降低RF效应的基本方法六、1、混合信号电路板的设计准则2、分区设计3、RF产品设计过程中降低信号耦合的PCB布线技巧七、1、PCB的基本概念2、避免混合讯号系统的设计陷阱

5、3、信号隔离技术4、高速数字系统的串音控制八、1、掌握IC封装的特性以达到最佳EMI抑制性能2、实现PCB高效自动布线的设计技巧和要点3、布局布线技术的发展注:以上内容均来自网上资料,不是很系统,但是对有些问题的分析还比较具体。由于是文档格式,所以缺图和表格。另外,可能有小部分内容重复。高速PCB设计指南之一第一篇 PCB布线在PCB设计中,布线是完成产品设计的重要步骤,可以说前面的准备工作都是为它而做的, 在整个PCB中,以布线的设计过程限定最高,技巧最细、工作量最大。PCB布线有单面布线、 双面布线及多层布线。布线的方式也有两种:自动布线及交互式布线,在自动布线之前, 可以用交互式预先对要

6、求比较严格的线进行布线,输入端与输出端的边线应避免相邻平行, 以免产生反射干扰。必要时应加地线隔离,两相邻层的布线要互相垂直,平行容易产生寄生耦合。 自动布线的布通率,依赖于良好的布局,布线规则可以预先设定, 包括走线的弯曲次数、导通孔的数目、步进的数目等。一般先进行探索式布经线,快速地把短线连通, 然后进行迷宫式布线,先把要布的连线进行全局的布线路径优化,它可以根据需要断开已布的线。 并试着重新再布线,以改进总体效果。对目前高密度的PCB设计已感觉到贯通孔不太适应了, 它浪费了许多宝贵的布线通道,为解决这一矛盾,出现了盲孔和埋孔技术,它不仅完成了导通孔的作用, 还省出许多布线通道使布线过程完

7、成得更加方便,更加流畅,更为完善,PCB 板的设计过程是一个复杂而又简单的过程,要想很好地掌握它,还需广大电子工程设计人员去自已体会, 才能得到其中的真谛。 1 电源、地线的处理既使在整个PCB板中的布线完成得都很好,但由于电源、 地线的考虑不周到而引起的干扰,会使产品的性能下降,有时甚至影响到产品的成功率。所以对电、 地线的布线要认真对待,把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度,以保证产品的质量。对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因, 现只对降低式抑制噪音作以表述:(1)、众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。(2)、尽量加宽电源、地线宽度,最好是地

8、线比电源线宽,它们的关系是:地线电源线信号线,通常信号线宽为:0.20.3mm,最经细宽度可达0.050.07mm,电源线为1.22.5 mm 对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用) (3)、用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板,电源,地线各占用一层。2 数字电路与模拟电路的共地处理现在有许多PCB不再是单一功能电路(数字或模拟电路),而是由数字电路和模拟电路混合构成的。因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题,特别是地线上的噪音干扰。数字电路的频率高,模拟电路的敏感度强,对信号线来说

9、,高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件,对地线来说,整人PCB对外界只有一个结点,所以必须在PCB内部进行处理数、模共地的问题,而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连,只是在PCB与外界连接的接口处(如插头等)。数字地与模拟地有一点短接,请注意,只有一个连接点。也有在PCB上不共地的,这由系统设计来决定。3 信号线布在电(地)层上在多层印制板布线时,由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多,再多加层数就会造成浪费也会给生产增加一定的工作量,成本也相应增加了,为解决这个矛盾,可以考虑在电(地)层上进行布线。首先应考虑用电源层,其次才是地层。因为最好是保留地层的完整性。4 大面积

10、导体中连接腿的处理在大面积的接地(电)中,常用元器件的腿与其连接,对连接腿的处理需要进行综合的考虑,就电气性能而言,元件腿的焊盘与铜面满接为好,但对元件的焊接装配就存在一些不良隐患如:焊接需要大功率加热器。容易造成虚焊点。所以兼顾电气性能与工艺需要,做成十字花焊盘,称之为热隔离(heat shield)俗称热焊盘(Thermal),这样,可使在焊接时因截面过分散热而产生虚焊点的可能性大大减少。多层板的接电(地)层腿的处理相同。5 布线中网络系统的作用在许多CAD系统中,布线是依据网络系统决定的。网格过密,通路虽然有所增加,但步进太小,图场的数据量过大,这必然对设备的存贮空间有更高的要求,同时也

11、对象计算机类电子产品的运算速度有极大的影响。而有些通路是无效的,如被元件腿的焊盘占用的或被安装孔、定们孔所占用的等。网格过疏,通路太少对布通率的影响极大。所以要有一个疏密合理的网格系统来支持布线的进行。标准元器件两腿之间的距离为0.1英寸(2.54mm),所以网格系统的基础一般就定为0.1英寸(2.54 mm)或小于0.1英寸的整倍数,如:0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。6 设计规则检查(DRC)布线设计完成后,需认真检查布线设计是否符合设计者所制定的规则,同时也需确认所制定的规则是否符合印制板生产工艺的需求,一般检查有如下几个方面:(1)、线与线,线与元件焊盘,线与贯通孔,元件

12、焊盘与贯通孔,贯通孔与贯通孔之间的距离是否合理,是否满足生产要求。 (2)、电源线和地线的宽度是否合适,电源与地线之间是否紧耦合(低的波阻抗)?在PCB中是否还有能让地线加宽的地方。 (3)、对于关键的信号线是否采取了最佳措施,如长度最短,加保护线,输入线及输出线被明显地分开。 (4)、模拟电路和数字电路部分,是否有各自独立的地线。 (5)后加在PCB中的图形(如图标、注标)是否会造成信号短路。 (6)对一些不理想的线形进行修改。 (7)、在PCB上是否加有工艺线?阻焊是否符合生产工艺的要求,阻焊尺寸是否合适,字符标志是否压在器件焊盘上,以免影响电装质量。 (8)、多层板中的电源地层的外框边缘

13、是否缩小,如电源地层的铜箔露出板外容易造成短路。第二篇 PCB布局在设计中,布局是一个重要的环节。布局结果的好坏将直接影响布线的效果,因此可以这样认为,合理的布局是PCB设计成功的第一步。布局的方式分两种,一种是交互式布局,另一种是自动布局,一般是在自动布局的基础上用交互式布局进行调整,在布局时还可根据走线的情况对门电路进行再分配,将两个门电路进行交换,使其成为便于布线的最佳布局。在布局完成后,还可对设计文件及有关信息进行返回标注于原理图,使得PCB板中的有关信息与原理图相一致,以便在今后的建档、更改设计能同步起来, 同时对模拟的有关信息进行更新,使得能对电路的电气性能及功能进行板级验证。-考

14、虑整体美观一个产品的成功与否,一是要注重内在质量,二是兼顾整体的美观,两者都较完美才能认为该产品是成功的。在一个PCB板上,元件的布局要求要均衡,疏密有序,不能头重脚轻或一头沉。-布局的检查 印制板尺寸是否与加工图纸尺寸相符?能否符合PCB制造工艺要求?有无定位标记? 元件在二维、三维空间上有无冲突? 元件布局是否疏密有序,排列整齐?是否全部布完? 需经常更换的元件能否方便的更换?插件板插入设备是否方便? 热敏元件与发热元件之间是否有适当的距离? 调整可调元件是否方便? 在需要散热的地方,装了散热器没有?空气流是否通畅? 信号流程是否顺畅且互连最短? 插头、插座等与机械设计是否矛盾? 线路的干

15、扰问题是否有所考虑?第三篇 高速PCB设计(一)、电子系统设计所面临的挑战随着系统设计复杂性和集成度的大规模提高,电子系统设计师们正在从事100MHZ以上的电路设计,总线的工作频率也已经达到或者超过50MHZ,有的甚至超过100MHZ。目前约50% 的设计的时钟频率超过50MHz,将近20% 的设计主频超过120MHz。当系统工作在50MHz时,将产生传输线效应和信号的完整性问题;而当系统时钟达到120MHz时,除非使用高速电路设计知识,否则基于传统方法设计的PCB将无法工作。因此,高速电路设计技术已经成为电子系统设计师必须采取的设计手段。只有通过使用高速电路设计师的设计技术,才能实现设计过程的可控性。(二)、什么是高速电路通常认为如果数字逻辑电路的频率达到或者超过45MHZ50MHZ,而且工作在这个频率之上的电路已经占到了整个电子系统一定的份量(比如说),就称为高速电路。实际上,信号边沿的谐波频

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